球磨改性处理对Ti9．6Cr11V75．4Fe4合金储氢性能的影响

系统研究了机械球磨改性处理时间(t=0,1,2,4,8 h)对Ti9.6Cr11V75.4Fe4合金相结构和储氢性能的影响.XRD及扫描电镜分析表明,Ti9.6Cr11V75.4Fe4合金在球磨前后均为体心立方结构的固溶体单相,随着球磨时间的增加,合金的晶胞体积略微减小,合金颗粒逐渐细化并发生团聚.储氢性能测试表明,球磨改性处理能有效地改善合金的活化性能,随着球磨时间的增加,合金的室温可逆有效储氢量先增加后降低.其中,当球磨时间为2 h时,合金具有最佳的综合储氢性能,其室温最大吸氢量(质量分数)为3.7%,可逆有效储氢量(质量分数)为2.23%.

V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的研究

通过均匀设计法对Ti/(Cr +Fe)比的优化控制以及对Cr/Fe比的调整,研究了V Ti Cr Fe系四元贮氢合金。结果表明:Ti/(Cr+Fe)比对合金的吸放氢性能产生重要影响。Ti/(Cr+Fe)比为1时,Cr/Fe比越偏离2 .5 ,合金有效吸氢量越小,放氢平台压随Fe含量增多而升高。Ti/(Cr +Fe)比为1,Cr/Fe比为2 .5的V30 Ti35Cr2 5Fe1 0 合金拥有最理想的吸放氢性能。

Cr含量对Ti5Mo5V3Al-xCr系合金组织及性能的影响

对Ti5Mo5V3Al-x Cr(x=1.0,3.0,5.0,7.0,9.0)系五种合金分别在β单相区和(α+β)两相区固溶水淬处理后,并在同一温度时效后的力学性能进行了研究。结果显示,合金的时效强度随着Cr含量的增加而逐渐降低。通过扫描电镜SEM及XRD等分析测试手段,详细分析了五种合金在各种热处理状态下的相构成、相含量、尺寸形貌等微观因素与宏观力学性能之间的相关性。结果显示Ti5Mo5V3Al-x Cr系合金的强化机制主要是由于时效过程中析出的αs相造成的。合金强化效应的大小则与αs相析出的数量、尺寸密切相关,而αs相的析出机制主要由Cr元素在合金系中的含量所决定。

球磨改性对(Ti Cr)_(0.497)V_(0.42)Fe_(0.083)/30%(w)(LaRMg)(NiCoAl)_(3.5)合金复合电极材料储氢和电化学性能的影响

以钒基合金(Ti Cr)0.497V0.42Fe0.083为基体,添加30%(w)稀土系A2B7型合金(LaRMg)(NiCoAl)3.5为电催化活性材料,采用机械球磨改性制备了储氢合金复合电极材料,研究其储氢特性和电化学性能.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,随球磨时间增加(t=0,0.5,1,3,5,10h),复合材料颗粒逐渐细化,A2B7型合金颗粒分散并包覆在钒基合金表面上;当球磨时间t≥5h时,复合材料形成明显的复合纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向,同时钒基合金BCC相结构的晶胞参数a和晶胞体积V均明显减小.合金储氢特性及电化学性能分析测试结果表明,铸态纯钒基合金的吸氢量为3.11%(w),而球磨复合材料的储氢量随球磨时间增加呈减小的规律,其最大储氢量为2.47%(w);球磨改性后,复合材料电极的电催化性能得到明显改善,当球磨时间t≥3h时最大放电容量达到425.8mAh·g-1,经100次充放电循环后该电极的容量保持率(C100/Cmax)为97%,表现出良好的电极循环稳定性.

V_(55)Ti_(20.5)Cr_(18.1)Fe_(6.4)合金的吸放氢循环性能研究

对V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4(原子分数,下同)贮氢合金进行了155次吸放氢循环性能实验研究。结果表明:随循环次数的增加,合金吸放氢量减小,放氢量的衰减呈减缓趋势,放氢平台区缩短,平台压力增大,合金表面有影响吸放氢性能的化合物生成,合金结构呈bcc与fcc的双相结构,合金颗粒由于微裂纹的不断累积而逐渐粉化。

Ti_(17)Cr_(23)V_(55-)xZr_5Fe_x(x=11～16)合金的相结构及储氢特性

系统研究了Ti17Cr23V55-xZr5Fex（x=11～16）合金的相结构以及储氢特性。XRD及SEM分析表明，所有合金的主相均为体心立方（bcc）结构的钒基固溶体，并含有σ-FeCr和Cr2Zr等第二相；随着Fe含量的增加，合金中的bcc主相含量和晶胞体积逐渐降低，σ-FeCr相含量逐渐增多，而Cr2Zr相含量几乎恒定。储氢性能测试表明，该系列合金的活化性能和动力学性能都很好，在20℃和4MPa初始氢压条件下首次吸氢即可活化，并且无需氢化孕育期就能快速吸氢。当Fe含量从x=11增加至x=16时，合金的室温最大吸氢量从268ml／g逐渐降低至25lml／g，80℃有效放氢量从153ml／g逐渐降低至137ml／g。研究表明，为了改善合金的有效储氢能力，必须消除合金中不吸氢的σ-FeCr相或者抑制σ-FeCr相的生成。

电热还原法制备V-Ti-Cr-Fe储氢合金

采用电热还原热法制备了V-Ti-Cr-Fe合金,考察了CaO加入量、Al-Ca还原剂用量及精炼剂成分对制备效果的影响。结果表明,CaO和Al-Ca合金用量对Ti的收得率和合金中杂质含量影响显著,m(CaO)/m(Al)为0.9、m(Al-Ca)/m(Al)为0.5时的熔炼效果较好,Ti的收得率可达66%,Al、O杂质含量可分别达到3.66%和0.75%(质量分数)。以90%(3CaF_2-CaO)-10%V_2O_5(质量分数)渣体为精炼剂,采用喷吹造渣的精炼方法,可较有效地去除合金中的Al杂质,并能起到一定的预脱O作用,精炼后Al和O含量可分别降到1.23%和0.59%(质量分数)。SEM分析表明,未精炼的合金除了含有固溶体主相外,还含有很多氧化物夹杂相,而通过喷吹造渣精炼,夹杂相明显减少。

高温退火对V_(30)Ti_(33)Cr_(27)Fe_(10)贮氢合金性能与结构的影响

研究了高温退火处理对V30Ti33Cr27Fe10贮氢合金性能与结构的影响。结果表明高温退火使放氢平台变平,平台压降低,减小了合金吸放氢后的体胀,改变了合金晶粒的形态,改善了合金基体的组织均匀性。随保温时间延长,合金晶粒长大,晶胞体积减小,吸放氢量降低,BCC主相中析出越来越多的富Ti相,富Ti相中Fe含量随保温时间延长而减少。1523K保温30min的合金具有最大的室温吸放氢量,分别为3.67%和2.14%(质量分数);保温3h的合金具有最好的室温吸氢动力学性能,5min内就能达到其饱和吸氢量的80%。

成份调整对V-Ti-Cr-Fe合金吸放氢性能的影响

分别调整Ti/Cr比及V含量,对V-Ti-Cr-Fe系四元合金的室温吸放氢性能进行了研究。结果表明:随V30Ti31+xCr29-xFe10合金中Ti/Cr增大,合金吸氢量增大,放氢平台压降低,Ti/Cr>1.2时放氢量减小,298K最大吸氢量3.66%(质量),最大放氢量2.0%(质量);随Vx(TiCrFe)100-x(Ti:Cr:Fe=7:5:2)中V含量增大,合金吸氢量增大,放氢量增大,放氢平台压降低,V含量20%(原子)的合金中出现Laves相,298K最大吸氢量3.73%(质量),最大放氢量2.08%(质量)。

Ni对V_(55)Ti_(20.5)Cr_(18.1)Fe_(6.4)合金吸放氢性能的影响

研究了用Ni元素取代一定量V对V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4合金结构与性能的影响。结果表明,随Ni含量的增加,合金有效吸氢量先增大后减小,放氢压力增大,合金吸氢动力学性能也是先有所改善,而后又变差。添加0.1at%Ni有利于改善基体合金V55Ti20.5Cr18.1Fe6.4的吸放氢性能。用Ni元素取代V引起的晶胞体积的变化、放氢平台压力的升高以及杂质相的出现,是影响合金有效吸氢量和吸氢动力学性能的主要因素。

退火工艺对石油套管用Ti6Al4V0.55Fe合金组织和力学性能影响

石油套管用Ti6Al4V0.55Fe合金是TC4钛合金改性的一种优良的轻质高强度材料,具有密度低、比强度高、塑性好、耐高温、耐腐蚀等优点。通过普通退火、双重退火和β相区退火+低温退火,分别获得了Ti6Al4V0.55Fe合金的等轴、双态和片层组织。研究结果表明,Ti6Al4V0.55Fe合金等轴、双态、片层组织在硬度、强度和塑性等方面存在差异,双态组织具有最佳的综合力学性能,实现了硬度-强度-塑性的良好匹配。双态组织的硬度达到了410HV_(0.2),屈服强度和抗拉强度分别为924 MPa和1035 MPa,断后伸长率为16.76%,断面收缩率达到23.79%。双重退火后的Ti6Al4V0.55Fe合金可以满足石油套管用钛合金在工程上的强度塑性要求。

Cr含量对Ti5Mo5V3Al-Cr系合金等温相变动力学和TTT图的影响

采用原位热膨胀法,结合XRD分析研究不同Cr元素含量(1.0%,3.0%,5.0%,7.0%和9.0%,质量分数)的Ti5Mo5V3Al-Cr系合金在420,520,620℃时效过程中的相变化量与时间的关系。根据Johnson-Mehl-Avrami方程,拟合得到Ti5Mo5V3Al-Cr系合金的相关动力学参数,建立该系合金的动力学方程。通过实验结果和理论计算结果,绘制Ti5Mo5V3Al-Cr系合金的时间-温度-转变(TTT)对比曲线。结果表明:动力学方程计算结果与实验结果具有良好的一致性;1Cr和3Cr合金在实验温度范围内均具有较快的相变速率;5Cr和7Cr合金的等温相变对温度敏感,"鼻温区"在550℃左右;9Cr合金则在实验温度范围内均具有较慢的相变速率,无明显"鼻温区"。

V_(40)-Fe_8-Ti-Cr(Ti/Cr=0.95～1.20)合金的结构与吸放氢特性

研究了V40-Fe8-Ti-Cr（Ti／Cr=0．95～1．20）四元合金的结构及吸放氢性能。结果表明：不同Ti／Cr比的合金均为bcc单相结构，随着Ti／Cr比的降低，合金的晶格常数降低，平台压升高，吸氢量降低，放氢量先增加后降低；当Ti／Cr为1时，得到合金V40Ti26Cr26Fe8在298K下具有最大的放氢量2．4％（质量分数），平台压为0．24MPa。通过计算得到V40Ti26Cr26Fe8的焓变△H和熵变△S分别为-39．6kJ·mol^-1H和-140．3J·mol^-1·K^-1，在423K下的放氢平台压力可达27．5MPa。

Ti5Mo5V3Al-xCr系合金等温时效相变动力学

利用同步X射线衍射技术研究了Ti5Mo5V3Al-xCr(x=1.0,3.0,5.0,7.0和9.0)系列合金在550℃的α+β→β等温相变动力学。结果显示,Ti5Mo5V3Al-xCr系列合金等温相变为长程扩散控制型相变,相变过程可以用JMA方程进行宏观描述。等温时效过程中,1Cr合金的相变速率最快,且随Cr含量的增加,相变速率变慢。Cr含量随平衡态α相含量增加呈线性递减规律。Cr元素含量对合金相变点及平衡态相含量的影响是造成合金系等温相变动力学行为差异的主要原因。

机械化学法制备Mg-Ni-Ti_(0.32)Cr_(0.35)V_(0.07)Fe_(0.26)复合材料的储放氢性能

以Ti0.32Cr0.35V0.07Fe0.26和Ni作为添加物,采用机械化学法制备了镁基复合材料。利用体积法,XRD,SEM,TEM,XPS,GC等测试手段研究了材料的吸放氢性能及其物相组成、结构、合金表相和体相性质。阐释了球磨时间、合金成分和组织结构对氢化性能的影响,探讨了复合材料的储放氢机理。研究表明:包覆在镁颗粒表面的微小的Ti0.32Cr0.35V0.07Fe0.26和Ni起到协同催化作用,球磨产生的大量纳米晶粒,都有利于降低材料吸放氢温度,加快吸放氢速度。

ω相对Ti10V2Fe3Al合金性能的影响

采用透射电镜和金相显微镜等分析方法,研究Ti10V2Fe3Al合金ω相的形成规律和ω相对合金性能的影响。结果表明:当采用双重退火制度时,第一退火温度高于相变点或第二退火温度低于再结晶温度时,有大量ω相析出,此时合金的强度较高,但塑性非常差,无法满足使用要求;同时,在采用单重热处理制度的条件下,当处理温度高于相变点时,随着处理温度的升高,ω相析出迹象越明显,合金的塑性降低。

Fe—C—j(j=Ti,V,Cr,Mn)熔体的热力学性质规律

利用本文提出的热力学性质方法，根据Ｆｅ－Ｃ－ｊ（ｊ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ）熔体中的Ｃ溶解度与温度及第三组元ｊ之间的关系式，研究了Ｆｅ－Ｃ－ｊ熔体中第三组元ｊ对Ｃ溶解度的影响因子ｋｉ；ｍｊ以及组元的活度相互作用系数与第三组元ｊ原子序数间的关系，探讨了 Ｆｅ－Ｃ－ｊ（ｊ＝Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ）熔体中不同组元热力学性质的变化规律．

Ti—10V—2Fe—3Al合金的固溶时效及其组织与性能

研究了Ti-10V-2Fe_3Al合金的固溶、时效制度(加热温度,时间,冷却方式)对其组织、性能的影响,并探讨了影响Ti-1023合金综合性能匹配的各种因素。

含氢V4Cr4Ti合金的力学性能和断裂特征

测试了不同氢含量V4Cr4Ti合金的冲击、拉伸和J积分断裂韧性等性能 ,分析了试样断口宏、微观断裂特征 ,研究了钒合金的氢脆行为和断裂机制。结果表明 ,在氢含量低于 2 15mg·kg- 1时 ,该合金的拉伸伸长率 >17% ,而冲击韧性和断裂韧性显著降低 ,表现出不同的氢脆敏感性。穿晶解理是该合金脆断的主要方式 ,但不同类型试样发生解理脆断的临界氢含量存在明显差异。

Fe-Mn-Cr-Mo-V系抗冲击磨料磨损堆焊材料的研制

根据材料的抗冲击磨损机制,研制出了一种具有良好抗冲击磨损性能的TKCE50堆焊焊条,其材料为Fe-Mn-Cr-Mo-V合金系。经过冲击磨损试验、硬度测试及金相显微分析,并与传统的高锰钢焊条D256进行对比分析,结果表明:所研制的TKCE50堆焊焊条具有较高的韧性、抗裂性及优异的加工硬化性能,TKCE50堆焊层硬度比D256焊条的高出很多;抗冲击磨料磨损性能十分突出,D256焊条堆焊层金属磨损自身质量损失是TKCE50焊条的2倍多。本文探讨了合金元素Cr,Mo,V对焊条熔敷金属耐磨机理的影响规律。